DE112013000189T5

DE112013000189T5 - Bexoid für Tischtennisballe und Verfahren zu dessen Herstellung

Info

Publication number: DE112013000189T5
Application number: DE112013000189.6T
Authority: DE
Inventors: Buqing Xu; Mingxue Xu; Songbing Zhang
Original assignee: WU XI COHEN PLASTIC CO; WU XI COHEN PLASTIC Co Ltd
Current assignee: WU XI COHEN PLASTIC CO; WU XI COHEN PLASTIC Co Ltd
Priority date: 2013-04-19
Filing date: 2013-09-25
Publication date: 2015-05-21
Also published as: WO2014169409A1; CN103172911A; CN103172911B; JP2015519444A

Abstract

Die vorliegende Erfindung offenbart ein Bexoid für Tischtennisbälle und ein Verfahren zu dessen Herstellung. Das Bexoid verhält sich mechanisch und hinsichtlich der Verarbeitbarkeit sehr ähnlich wie Zelluloid und kann als Ersatz für Zelluloid zur Herstellung von Tischtennisbällen eingesetzt werden. Das Bexoid besteht als Hauptbestandteil aus Celluloseacetat und als Hilfsstoff aus einem Plastiziermittel, einem Versteifungsmaterial und einem Farbstoff. Das Bexoid wird durch Kneten, Filtern, mischendes Kalandrieren, Heißpressen, Schneiden, Trocknen und Abplatten eines Ausgangsmaterials erzeugt und erfüllt die Anforderungen bezüglich der Herstellung von Tischtennisbällen. Ein derartiger Werkstoff für Tischtennisbälle überwindet den Nachteil der Flammbarkeit von Zelluloid, ist gefahrlos und umweltsicher und lässt sich mit bereits bestehenden Fertigungsanlagen und Verfahren für Zelluloid herstellen.

Description

Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft den Bereich der Herstellung von Tischtennisbällen, insbesondere ein Bexoid (Plattenmaterial aus Celluloseacetat) für Tischtennisbälle und ein Verfahren zu dessen Herstellung.
Technischer Hintergrund
Am 6. September 2012 reichte die Anmelderin beim staatlichen Amt für geistiges Eigentum der Volksrepublik China eine Erfindungspatentanmeldung mit dem Titel „Zelluloid-ersetzender Werkstoff für Tischtennisbälle und Verfahren zu dessen Herstellung” unter der Anmeldungsnummer 201210327507.9 ein. Wie in der Anmeldung angegeben wird, besteht der beanspruchte Werkstoff aus Celluloseacetat, einem Plastiziermittel, einem Versteifungsmaterial und einem Farbstoff und wird dadurch hergestellt, dass die genannten Ausgangsmaterialien nach einem Hochgeschwindigkeitsmischen durch einen Doppelschneckenextruder pelletiert und anschließend durch einen Einschneckenextruder zu Platten bearbeitet werden. Die vorliegende Erfindung stellt eine Weiterbildung des in der oben erwähnten Patentanmeldung angegebenen Herstellungsverfahrens dar und zeichnet sich durch einen Produktionsprozess unter Verwendung bereits bestehender Fertigungsanlagen für Zelluloid ohne zusätzliche Gerätesätze wie beispielsweise Doppel- und Einschneckenextruder aus.
Offenbarung der Erfindung
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Bexoid für Tischtennisbälle bereitzustellen, das gefahrlos und umweltsicher ist, sich mechanisch und hinsichtlich der Verarbeitbarkeit sehr ähnlich wie Zelluloid verhält und als Ersatz für Zelluloid zur Herstellung von Tischtennisbällen eingesetzt werden kann.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zur Herstellung eines Bexoids für Tischtennisbälle vorzuschlagen, das einen Produktionsprozess unter Verwendung bereits bestehender Fertigungsanlagen für Zelluloid erlaubt, so dass bei einem Tischtennisballhersteller eine Produktion ohne neu einzusetzende Ausrüstungen möglich ist.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch ein Bexoid für Tischtennisbälle gelöst, dessen Grundmaterial aus Celluloseacetat und einem Hilfsstoff besteht, wobei der Hilfsstoff ein Plastiziermittel, ein Versteifungsmaterial, einen Farbstoff und ein Lösemittel umfasst.
Dabei ist insbesondere vorgesehen, dass das Grundmaterial, in Gewichtsteilen gemessen, 60–80 Teile Celluloseacetat, 15–25 Teile Plastiziermittel, 1–10 Teile Versteifungsmaterial, 1–5 Teile Farbstoff und 50–65 Teile Lösemittel umfasst.
Dabei ist insbesondere vorgesehen, dass es sich bei dem Plastiziermittel um eine der folgenden Substanzen oder eine Mischung von mehreren der folgenden Substanzen handelt: Phthalsäuredimethylester (DMP), Phthalsäurediethylester (DEP), Tributylcitrat (TBC), Triethylcitrat (TEC), Glyceroltriacetat (GT), 2-Camphanon.
Dabei ist insbesondere vorgesehen, dass das Versteifungsmaterial Kalziumtitanatwhisker, Zinkoxidwhisker, Magnesiumsulfatwhisker und Silasesquioxan (POSS) als Nanomaterial umfasst.
Dabei ist insbesondere vorgesehen, dass das Lösemittel eine Mischung aus Ethylalkohol, Aceton und Essigester ist.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe weiterhin durch ein Verfahren zur Herstellung eines Bexoids für Tischtennisbälle gelöst, das durch folgende Schritte gekennzeichnet ist:

1) Vorbereiten eines Ausgangsmaterials: Das Ausgangsmaterial umfasst, in Gewichtsteilen gemessen, 60–80 Teile Celluloseacetat, 15–25 Teile Plastiziermittel, 1–10 Teile Versteifungsmaterial, 1–5 Teile Farbstoff und 50–65 Teile Lösemittel.
2) Kneten: Es wird der durch Schritt 1 erzeugte Werkstoff in einen Kneter zum Kneten für 1,5–2 Stunden eingebracht, wobei die Temperatur bei 70 ± 2°C gehalten wird.
3) Feinfiltern: Es wird das aus Schritt 2 stammende Gummimaterial in einem Kolbenfilter gefiltert, um vorhandene Verunreinigungen zu entfernen.
4) Mischen und Formgeben: Es wird das bei Schritt 3 gefilterte Gummimaterial in ein Gummimischwalzwerk zur mischenden Heißkalandrierung für 2–2,5 Stunden bei einer bei 70 ± 2°C gehaltenen Temperatur eingebracht, wobei der Lösemittelgehalt beim Auslauf bei 15–18% gehalten und der erhaltene Werkstoff auf einer Platte regelmäßig geschnitten wird.
5) Pressen: Es wird der Werkstoff aus Schritt 4 auf eine Heißpresse zum Heißpressen mit einem Druck von 5 bis 7 MPa bei einer Temperatur von 92–94°C platziert und anschließend unter Druck abgekühlt, wobei die Heißpressdauer bei 4–5 Stunden gehalten wird und die Druckbeaufschlagung mit einem Druck von 15 bis 20 MPa erfolgt.
6) Schneiden und Trocknen: Es wird das durch Schritt 5 erzeugte stückige Material mittels einer Schneidemaschine zu dünnen Platten bearbeitet, die in einer Trockenkammer mit einer Temperatur von 40–50°C für 6–8 Tage getrocknet werden.
7) Abplatten: Es wird das abgetrocknete Plattenmaterial mittels einer Abplattvorrichtung unter Temperatur und Druck abgeplattet, um dann zur Herstellung von Tischtennisbällen eingesetzt werden zu können.

Mit der vorliegenden Erfindung lässt sich das Bexoid vorteilhafterweise mit bereits bestehenden Fertigungsanlagen für Zelluloid herstellen, was eine Reduzierung notwendiger Investitionen bedeutet.
Versuche haben gezeigt, dass sich das erfindungsgemäße Bexoid mechanisch und hinsichtlich der Verarbeitbarkeit sehr ähnlich wie Zelluloid verhält. Dadurch wird einerseits gewährleistet, dass sich ein Tischtennisball aus einem derartigen Bexoid kinematisch gleich wie ein Tischtennisball aus Zelluloid verhält. Andererseits ist es zu erwarten, dass herkömmliche Herstellungsverfahren und -anlagen für Tischtennisbälle auch für diesen neuartigen Werkstoff geeignet sind.
Wie bereits erwähnt wurde, besteht das erfindungsgemäße Bexoid hauptsächlich aus Celluloseacetat, das als herkömmliches ziviles Industriematerial weder feuer- noch explosionsgefährlich ist, und zeigt daher eine hohe Sicherheit. Dadurch wird das die Herstellung, Aufbewahrung, Transportierung und Verwendung von Tischtennisbällen begleitende Sicherheitsproblem vollständig gelöst.
Darstellung der Abbildung
Die einzige zeigt ein Ablaufdiagramm eines erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung eines Bexoids für Tischtennisbälle.
Konkrete Ausführungsformen
Im Folgenden werden die Ausgestaltungen der Erfindung anhand konkreter Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung näher beschrieben.
Bei der nachstehenden Beschreibung wird auf 1 verwiesen.
Erstes Ausführungsbeispiel
Die Erfindung betrifft ein Bexoid für Tischtennisbälle, das als Grundmaterial (in Gewichtsteilen) 72 Teile Celluloseacetat, 17 Teile Phthalsäuredimethylester (DMP), 8 Teile Phthalsäurediethylester (DEP), 2 Teile Silasesquioxan (POSS) als Nanomaterial, 1 Teil Titanweiß, 6 Teile Ethylalkohol, 27 Teile Aceton und 27 Teile Essigester umfasst.
Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Herstellung eines Bexoids für Tischtennisbälle, das folgende Schritte umfasst:

Schritt 1): Es werden 72 Teile Celluloseacetat, 17 Teile Phthalsäuredimethylester (DMP), 8 Teile Phthalsäurediethylester (DEP), 2 Teile Silasesquioxan (POSS) als Nanomaterial, 1 Teil Titanweiß, 6 Teile Ethylalkohol, 27 Teile Aceton und 27 Teile Essigester als Ausgangsmaterial nach genauer Einwaage in einen Kneter zum Kneten für 2 Stunden eingebracht, wobei die Temperatur bei 70 ± 2°C gehalten wird.
2): Es wird der durch Schritt 1 erzeugte Werkstoff nach einem Filtervorgang in einem Kolbenfilter in ein Gummimischwalzwerk zur mischenden Heißkalandrierung für 2 Stunden bei einer bei 70 ± 2°C gehaltenen Temperatur eingebracht, wobei der Lösemittelgehalt beim Auslauf bei 15–18% gehalten und der erhaltene Werkstoff auf einer Platte regelmäßig geschnitten wird.
3): Es wird der aus Schritt 2 stammende Werkstoff auf eine Heißpresse zum Heißpressen mit einem Druck von 5 bis 7 MPa bei einer Temperatur von 92–94°C platziert und anschließend unter Druck abgekühlt, wobei die Heißpressdauer bei 4,5 Stunden gehalten wird und die Druckbeaufschlagung mit einem Druck von 15 bis 20 MPa erfolgt.
4): Es wird das durch Schritt 3 erzeugte stückige Material mittels einer Schneidemaschine zu dünnen Platten bearbeitet, die in einer Trockenkammer mit einer Temperatur von 40–50°C für 8 Tage getrocknet und danach mittels einer Abplattvorrichtung abgeplattet werden, um zur Herstellung von Tischtennisbällen eingesetzt werden zu können.

Zweites Ausführungsbeispiel
Die Erfindung betrifft ein Bexoid für Tischtennisbälle, das (in Gewichtsteilen) 72 Teile Celluloseacetat, 25 Teile Phthalsäurediethylester (DEP), 5 Teile Kalziumtitanatwhisker, 1 Teil Titanweiß, 6 Teile Ethylalkohol, 27 Teile Aceton und 27 Teile Essigester umfasst.
Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Herstellung eines Bexoids für Tischtennisbälle, das folgende Schritte umfasst:

1): Es werden 72 Teile Celluloseacetat, 25 Teile Phthalsäurediethylester (DEP), 5 Teile Kalziumtitanatwhisker, 1 Teil Titanweiß, 6 Teile Ethylalkohol, 27 Teile Aceton und 27 Teile Essigester als Ausgangsmaterial in einen Kneter zum Kneten für 2 Stunden eingebracht, wobei die Temperatur bei 70 ± 2°C gehalten wird.
2): Es wird der durch Schritt 1 erzeugte, gleichmäßig gemischte Werkstoff nach einem Filtervorgang in einem Kolbenfilter in ein Gummimischwalzwerk zur mischenden Heißkalandrierung für 2 Stunden bei einer bei 70 ± 2°C gehaltenen Temperatur eingebracht, wobei der Lösemittelgehalt beim Auslauf bei 15–18% gehalten und der erhaltene Werkstoff auf einer Platte regelmäßig geschnitten wird.
3): Es wird der aus Schritt 2 stammende Werkstoff auf eine Heißpresse zum Heißpressen mit einem Druck von 5 bis 7 MPa bei einer Temperatur von 92–94°C platziert und anschließend unter Druck abgekühlt, wobei die Heißpressdauer bei 4,5 Stunden gehalten wird und die Druckbeaufschlagung mit einem Druck von 15 bis 20 MPa erfolgt.
4): Es wird das durch Schritt 3 erzeugte stückige Material mittels einer Schneidemaschine zu dünnen Platten bearbeitet, die in einer Trockenkammer mit einer Temperatur von 40–50°C für 8 Tage getrocknet und danach mittels einer Abplattvorrichtung abgeplattet werden, um zur Herstellung von Tischtennisbällen eingesetzt werden zu können.

Drittes Ausführungsbeispiel
Die Erfindung betrifft ein Bexoid für Tischtennisbälle, das als Grundmaterial (in Gewichtsteilen) 75 Teile Celluloseacetat, 23 Teile 2-Camphanon, 5 Teile Kalziumtitanatwhisker, 1 Teil Titanweiß, 7 Teile Ethylalkohol, 27 Teile Aceton und 27 Teile Essigester umfasst.
Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Herstellung eines Bexoids für Tischtennisbälle, das folgende Schritte umfasst:

Schritt 1): Es werden 75 Teile Celluloseacetat, 23 Teile 2-Camphanon, 5 Teile Kalziumtitanatwhisker, 1 Teil Titanweiß, 7 Teile Ethylalkohol, 27 Teile Aceton und 27 Teile Essigester als Ausgangsmaterial in einen Kneter zum Kneten für 2 Stunden eingebracht, wobei die Temperatur bei 70 ± 2°C gehalten wird.
Schritt 2): Es wird der durch Schritt 1 erzeugte, gleichmäßig gemischte Werkstoff nach einem Filtervorgang in einem Kolbenfilter in ein Gummimischwalzwerk zur mischenden Heißkalandrierung für 2 Stunden bei einer bei 70 ± 2°C gehaltenen Temperatur eingebracht, wobei der Lösemittelgehalt beim Auslauf bei 15–18% gehalten und der erhaltene Werkstoff auf einer Platte regelmäßig geschnitten wird.
Schritt 3): Es wird der aus Schritt 2 stammende Werkstoff auf eine Heißpresse zum Heißpressen mit einem Druck von 5 bis 7 MPa bei einer Temperatur von 92–94°C platziert und anschließend unter Druck abgekühlt, wobei die Heißpressdauer bei 4,5 Stunden gehalten wird und die Druckbeaufschlagung mit einem Druck von 15 bis 20 MPa erfolgt.
Schritt 4): Es wird das durch Schritt 3 erzeugte stückige Material mittels einer Schneidemaschine zu dünnen Platten bearbeitet, die in einer Trockenkammer mit einer Temperatur von 40–50°C für 8 Tage getrocknet und danach mittels einer Abplattvorrichtung abgeplattet werden, um zur Herstellung von Tischtennisbällen eingesetzt werden zu können.

Die oben beschriebenen Ausführungsbeispiele stellen keine Einschränkung der Erfindung dar, sondern dienen lediglich der Erläuterung der Grundprinzipien und Eigenschaften der Erfindung. Im Rahmen der Erfindung sind verschiedene Änderungen und Modifikationen möglich, welche in den durch die beigefügten Patentansprüche und gleichwertige Gegenstände definierten Schutzumfang der Erfindung fallen.

Claims

Bexoid für Tischtennisbälle, dadurch gekennzeichnet, dass das Grundmaterial des Bexoids aus Celluloseacetat und einem Hilfsstoff besteht, wobei der Hilfsstoff ein Plastiziermittel, ein Versteifungsmaterial, einen Farbstoff und ein für den jeweiligen Prozessvorgang notwendiges Lösemittel umfasst.
Bexoid für Tischtennisbälle gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Grundmaterial, in Gewichtsteilen gemessen, 60–80 Teile Celluloseacetat, 15–25 Teile Plastiziermittel, 1–10 Teile Versteifungsmaterial, 1–5 Teile Farbstoff und 50–65 Teile Lösemittel umfasst.
Bexoid für Tischtennisbälle gemäß einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Plastiziermittel um eine der folgenden Substanzen oder eine Mischung von mehreren der folgenden Substanzen handelt: Phthalsäuredimethylester, Phthalsäurediethylester, Tributylcitrat, Triethylcitrat, Glyceroltriacetat, 2-Camphanon.
Bexoid für Tischtennisbälle gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Versteifungsmaterial Kalziumtitanatwhisker, Zinkoxidwhisker, Magnesiumsulfatwhisker und/oder Silasesquioxan (POSS) als Nanomaterial umfasst.
Bexoid für Tischtennisbälle gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Lösemittel ein Lösemittelgemisch aus Ethylalkohol, Aceton und Essigester ist.
Verfahren zur Herstellung eines Bexoids für Tischtennisbälle, gekennzeichnet durch folgende Schritte: 1) Vorbereiten eines Ausgangsmaterials: das Ausgangsmaterial umfasst, in Gewichtsteilen gemessen, 60–80 Teile Celluloseacetat, 15–25 Teile Plastiziermittel, 1–10 Teile Versteifungsmaterial, 1–5 Teile Farbstoff und 50–65 Teile Lösemittel; 2) Kneten: es wird der durch Schritt 1 erzeugte Werkstoff in einen Kneter zum Kneten für 1,5–2 Stunden eingebracht, wobei die Temperatur bei 70 ± 2°C gehalten wird; 3) Feinfiltern: es wird das aus Schritt 2 stammende Gummimaterial in einem Kolbenfilter gefiltert, um vorhandene Verunreinigungen zu entfernen; 4) Mischen und Formgeben: es wird das bei Schritt 3 gefilterte Gummimaterial in ein Gummimischwalzwerk zur mischenden Heißkalandrierung für 2–2,5 Stunden bei einer bei 70 ± 2°C gehaltenen Temperatur eingebracht, wobei der Lösemittelgehalt beim Auslauf bei 15–18% gehalten und der erhaltene Werkstoff auf einer Platte regelmäßig geschnitten wird; 5) Pressen: es wird der Werkstoff aus Schritt 4 auf eine Heißpresse zum Heißpressen mit einem Druck von 5 bis 7 MPa bei einer Temperatur von 92–94°C platziert und anschließend unter Druck abgekühlt, wobei die Heißpressdauer bei 4–5 Stunden gehalten wird und die Druckbeaufschlagung mit einem Druck von 15 bis 20 MPa erfolgt; 6) Schneiden und Trocknen: es wird das durch Schritt 5 erzeugte stückige Material mittels einer Schneidemaschine zu dünnen Platten bearbeitet, die in einer Trockenkammer mit einer Temperatur von 40–50°C für 6–8 Tage getrocknet werden; 7) Abplatten: es wird das abgetrocknete Plattenmaterial mittels einer Abplattvorrichtung unter Temperatur und Druck abgeplattet, um dann zur Herstellung von Tischtennisbällen eingesetzt werden zu können.